作者簡(jiǎn)介：

    王琪（1979-），上海人，學(xué)士，工程師，主要研究方向為工業(yè)自動(dòng)化與網(wǎng)絡(luò )設備。

    摘要:本文介紹TSC系列工業(yè)級以太網(wǎng)交換機在邢鋼能源管控系統中的應用，結合具體需求詳細介紹了工業(yè)級以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)方案。

    關(guān)鍵詞：邢鋼；能源管控系統；TSC

    隨著(zhù)全球節能減排呼聲的日益高漲，冶金行業(yè)作為降排的重點(diǎn)行業(yè)走在了這場(chǎng)綠色革命的風(fēng)口浪尖。今年年初，國家確定了40個(gè)重點(diǎn)能源管控改造和新建項目，邢鋼能源管控就是其中的一個(gè)。

    下面簡(jiǎn)單介紹一下這個(gè)項目的情況。

    1 邢鋼能源管控系統網(wǎng)絡(luò )工程背景、業(yè)務(wù)簡(jiǎn)介

    1.1邢鋼能源管控系統網(wǎng)絡(luò )工程概況

    邢鋼能源管控系統網(wǎng)絡(luò )工程主要是對邢鋼新增能源管控系統網(wǎng)絡(luò )部分進(jìn)行新建，為了在網(wǎng)絡(luò )建成后建立安全、穩定、可靠的網(wǎng)絡(luò )系統。在設計原則上，傳輸層實(shí)現1000M光纖的環(huán)網(wǎng)設計。在核心層和傳輸層的連接上，采用1000M光纖連接，從而保證網(wǎng)絡(luò )的可靠、穩定性。在接入層的連接上采用100M連接。

    1.2網(wǎng)絡(luò )系統需求

    (1）網(wǎng)絡(luò )基礎平臺：滿(mǎn)足能源管控、數據采集、工業(yè)視頻監控、視頻會(huì )議及語(yǔ)音傳輸需求，滿(mǎn)足邢鋼未來(lái)應用系統的應用：ERP\MES\等應用系統。

    (2）匯聚層采用千兆環(huán)網(wǎng)技術(shù)，接入層采用環(huán)網(wǎng)與星型相結合，交換機通信采用千兆、百兆到桌面。要求高速、高可靠性、高擴展性。

    (3)提供網(wǎng)絡(luò )管理平臺，能夠有效監控、管理網(wǎng)絡(luò )中的交換設備，以及對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的健康狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。

    (4）提供本次網(wǎng)絡(luò )平臺的網(wǎng)絡(luò )安全系統方案，結合邢鋼現有網(wǎng)絡(luò )系統和安全策略進(jìn)行設計，確保網(wǎng)絡(luò )安全，如：網(wǎng)絡(luò )病毒防護體系，數據通信檢測、訪(fǎng)問(wèn)控制等，減少因病毒和其他安全隱患造成的網(wǎng)絡(luò )異常。

    (5）布線(xiàn)系統：包括廠(chǎng)區主干光纜線(xiàn)路設計、實(shí)施，光纜全部使用單模光纖。

    (6）匯聚層：機房設計與建設，環(huán)線(xiàn)路由設計與實(shí)施。

    (7）匯聚層故障切換時(shí)間小于50ms；接入層如采用環(huán)網(wǎng)故障切換時(shí)間小于50ms。

    (8）匯聚層與核心層要求統一考慮方案，接入層根據邢鋼提供的采點(diǎn)情況二期設計。

    2 方案具體說(shuō)明

    2.1邢鋼能源管控系統網(wǎng)絡(luò )工程具體說(shuō)明

    邢鋼能源管控系統傳輸網(wǎng)采用接入——匯聚——核心架構。其中核心層由兩臺中心交換機組成，通過(guò)熱備思想實(shí)現核心網(wǎng)絡(luò )冗余；核心層設備和匯聚層通過(guò)1000M光纖互聯(lián)，匯聚層由8臺設備組成1000M工業(yè)環(huán)網(wǎng)以實(shí)現主干鏈路對鏈路故障的毫秒級自愈，在網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)較多的環(huán)境同時(shí)使用環(huán)網(wǎng)上聯(lián)節點(diǎn)交換機做進(jìn)一步匯聚；接入層之間，接入層到匯聚層之間采用1000M上聯(lián)，上聯(lián)采用星形接入。網(wǎng)絡(luò )拓撲如圖1所示。

                     

                                              圖1 網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

    根據邢鋼能源管控系統網(wǎng)絡(luò )工程現場(chǎng)環(huán)境和需求的要求，特選用卓越TSC生產(chǎn)的工業(yè)以太網(wǎng)交換機，具體說(shuō)明如下。 

    2.1.1工業(yè)環(huán)形主干網(wǎng)絡(luò )

    主干鏈路主要由8臺匯聚交換機構建的千兆環(huán)網(wǎng)以及環(huán)網(wǎng)上聯(lián)節點(diǎn)交換機構成。接入層交換機通過(guò)星形網(wǎng)絡(luò )接入到主干鏈路。

    2.1.2終端接入層互聯(lián)

    在終端接入層互聯(lián)上，通過(guò)1000M光纖或是1000Base-TX級聯(lián)。在下聯(lián)的PLC和終端設備上，通過(guò)100M電口連接。

    2.2工業(yè)以太網(wǎng)交換機在該能源管控系統網(wǎng)絡(luò )中的實(shí)施優(yōu)勢

    通過(guò)對該能源管控系統現有網(wǎng)絡(luò )的分析和對穩定性、冗余性、可靠性的保證，在設計中采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機來(lái)滿(mǎn)足此次網(wǎng)絡(luò )設備的網(wǎng)絡(luò )架構。

    工業(yè)以太網(wǎng)在該能源管控系統網(wǎng)絡(luò )中優(yōu)勢說(shuō)明如下。

    2.3.1網(wǎng)絡(luò )整體架構

    整體骨干網(wǎng)絡(luò )按照實(shí)際應用的需求構建成為1000M冗余環(huán)網(wǎng)。冗余環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)方式是工業(yè)網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)的方式，如果選用民用交換機是不能真正實(shí)現環(huán)網(wǎng)設計的。

    2.3.2環(huán)網(wǎng)技術(shù)上

    民用以太網(wǎng)交換機在組建網(wǎng)絡(luò )時(shí)，采用的是星型拓撲結構，而不能實(shí)現真正意義的環(huán)網(wǎng)設計。其應用的技術(shù)為STP（生成樹(shù)協(xié)議）/RSTP（快速生成樹(shù)協(xié)議）/MSTP等。此技術(shù)為防止出現交換機的環(huán)網(wǎng)而產(chǎn)生的避免技術(shù)，而非真正的環(huán)網(wǎng)結構。而且此種避免環(huán)網(wǎng)方法，故障切換時(shí)間STP 為50秒；RSTP， MSTP為5~10秒。

    工業(yè)以太網(wǎng)交換機，如：TSC產(chǎn)品，采用Supreme-ring組網(wǎng)技術(shù)，此技術(shù)為專(zhuān)門(mén)針對工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現的環(huán)形拓撲結構，同時(shí)此拓撲結構為真正的環(huán)網(wǎng)設計。在故障切換中，可實(shí)現小于20毫秒的切換。

    2.3.3鋼鐵行業(yè)要求

    在鋼鐵行業(yè)要求上，要求以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)、傳輸設備等，都要求有很強防護等級和抗干擾能力，而普通民用以太網(wǎng)交換機是不能完美實(shí)現的。

    2.3.4鋼鐵廠(chǎng)內的要求

    如今的鋼鐵廠(chǎng)生產(chǎn)都是工業(yè)自動(dòng)化環(huán)境。針對此項目要求，采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機要比民用交換機有更大的優(yōu)勢。如：惡劣環(huán)境的支持、穩定性的保證、設備保質(zhì)期的保證等。

    3 結語(yǔ)

    工業(yè)以太網(wǎng)的誕生是為了解決工業(yè)級現場(chǎng)環(huán)境惡劣，普通民用設備無(wú)法滿(mǎn)足應用需求的問(wèn)題。但隨著(zhù)企業(yè)對數據傳輸可靠性的要求越來(lái)越高，工業(yè)級以太網(wǎng)產(chǎn)品在工業(yè)網(wǎng)絡(luò )建設過(guò)程中開(kāi)始扮演越來(lái)越重要的角色；與此同時(shí)，工業(yè)級設備的卓越表現也得到了越來(lái)越多人的認可。相信在不遠的將來(lái)，工業(yè)級以太網(wǎng)將會(huì )更快地擴展其應用領(lǐng)域，為國家經(jīng)濟建設貢獻更多力量。